RAID
可靠性 性能
• CPU运算速度飞 速提高，数据读 写速度不应该成 为计算机系统处 • 计算机发展初期， 理的瓶颈 大容量硬盘价格 非常高，而需要 存储的数据量越 来越大 • 信息时代，数据 对企业和个人的 重要性越来越大， 数据存储安全更 需要保障
容量
RAID Level 0: 带区集
M i
LUN0 LUN0 LUN0 LUN0 LUN1 LUN1 LUN1 LUN1
? ? ? 多路径软件 ? ? ? ? ?
LUN0 LUN0 LUN0 LUN0 LUN1 LUN1 LUN1 LUN1
硬件 (HBAs)
硬件 (HBAs)
主机无法读写
主机正常读写
多路径故障切换－HBA故障路径切换
服务器I/O 多路径软件
控制器1 磁盘阵列 LUN 0 LUN 1
控制器2

31
多路径故障切换－交换机故障路径切换
服务器I/O 多路径软件
LUN0 LUN0 LUN0 LUN0 LUN1 LUN1 LUN1 LUN1 LUN0 LUN0 LUN0
服务器I/O 多路径软件
LUN0 LUN1 LUN1 LUN1 LUN1
4．RAID0+1（也称RAID10）阵列中一半的驱动器采取RAID0的结构，可以
并行传送来提高数据传输率。另一半则是前面提到的镜象磁盘，即是RAID1 。这样可以有很高的可靠性。
LUN（Logical Unit Number）
• LUN是对存储设备而言的
• 选择存储设备上的多个硬盘形成一个RAID组，再 在RAID组的基础上创建一个或多个LUN（逻辑单元 ） • 当网络中的主机连接到存储设备时，就可以识别 到存储设备上逻辑设备LUN，此时LUN相对于主机 来讲就是一个“物理硬盘”
SAS才刚起步速度就达到300MB/s，
现在达到600MB/s，SAS被期望最终 能够达到1200MB/S
NL-SAS介绍
NL-SAS是采用了SAS的磁盘接口和SATA的
盘体的综合体。
SSD硬盘介绍
SSD（Solid State Disk）硬盘
一般指使用Flash存储介质的固态硬盘，特别之 处在于没有机械结构，利用传统的闪存特性，以区 块擦除和写入的方式实现写功能
主机A HBA01 HBA02
主机B
交换机
路径1：HBA01 －>控制器1 路径2：HBA01 －>控制器2 路径3：HBA02 －>控制器1 路径4：HBA02 －>控制器2
控制器1 LUN 0 LUN 1
控制器2
磁盘阵列
多路径管理软件
应用
文件系统 磁盘驱动
应用
文件系统 磁盘驱动
虚拟设备
? ? ? ? ? ? ? ?
存储基础知识培训
培训章节
磁盘指标、类型和接口 RAID技术详解 LUN和逻辑卷 磁盘阵列 光纤通道（FC） 多路径 存储虚拟化 DAS、NAS、SAN
存储的定义
存储就是根据不同的应用环境通过采取合理、安全、有效的方式将 数据保存到某些介质上并能保证有效的访问，总的来讲可以包含两个方 面的含义：一方面它是数据临时或长期驻留的物理媒介；另一方面，它 是保证数据完整安全存放的方式或行为。 磁带 软盘 硬盘
为I/O缓冲池，大大提高磁盘阵列的读写响应速度，显著改善磁盘阵列的性能。
• 传统磁盘阵列大多采用双控制器设计，从而充分体现了磁盘阵列的高可用特 性。双控制器可配置成active-active或active-standby的工作模式，并且支 持热插拔功能，能够实现简单的无单点故障，为用户提供的7*24不间断业务。 • 在配置了CPU和cache的磁盘阵列中，部分高端产品还可以运行基于磁盘阵列 的存储软件，提供比较全面的基于磁盘阵列的解决方案。
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l MyFile
F
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RAID 1: 镜像
M y F
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MyFile
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F i
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RAID 5:带分布校验位的带区集
M
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P
l MyFile
P
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RAID Level 10 :Striping of Mirrored Arrays
M F l
RAID-1
M
F l
y
RAID-0
i e
MyFile
30
多路径故障切换－HBA故障路径切换
服务器I/O 多路径软件
LUN0 LUN0 LUN0 LUN0 LUN1 LUN1 LUN1 LUN1 LUN0 LUN0 LUN0
服务器I/O 多路径软件
LUN0 LUN1 LUN1 LUN1 LUN1
HBA1
HBA2
HBA1
HBA2 网卡 2
HBA故障
交换机
光盘
Flash芯片和卡式存储 磁盘阵列
磁盘的主要指标
容量：指硬盘能存储的数据量大小，以字
节为基本单位
转速：指硬盘主轴马达的转动速度，单位 为RPM（Round per Minute)，即每分
钟盘片转动次数
缓存：是硬盘控制器上的一块内存芯片， 具有极快的存取速度，它是硬盘内部盘片
RAID、LUN的形成过程
物理卷
（RAID）
物理磁盘
RAID、LUN的形成过程
LUN1
LUN2
LUN3
LUN
分割
物理卷
（RAID）
物理磁盘
卷（Volume）
• 在LUN映射给主机的“物理硬盘”，对于主机系
统来说就是一个“卷”，没有格式化的卷我们称为 裸设备（裸卷），卷上创建一个或多个分区（如C 盘，D盘等等），通过格式化以后创建文件系统（ FAT32、NTFS、ext2/3/4等） • VOLUME相对于主机是一个逻辑设备。
常见磁盘阵列
控制器和磁盘柜分离
+
控制器
=
磁盘扩展柜
磁盘阵列
控制器和磁盘柜一体
+
控制器模块 磁盘柜
=
磁盘阵列
光纤通道（FC）
HBA卡
WWN（World Wide Name）
SAN交换设备—交换机
FC交换机，内部为Fabric拓扑，每端口独占带宽，理论上可以 连接1600万个设备
多路径
LUN1 LUN0 LUN0 LUN1 LUN1 LUN0 LUN0 LUN1
文件处理 I/O 块处理 I/O
IP Network
网络接口卡 TCP/IP 协议栈
块处理 I/O
FC Network
块处理 I/O
IP Network
NFS/CIFS
数据管理系统
文件系统+ 逻辑卷管理器 RAID 设备驱动 块处理 I/O
FC总线卡 FC协议栈 数据管理系统 RAID 设备驱动 块处理 I/O
HBA1
HBA2
HBA1
HBA2
交换机
交换机故障
控制器1 磁盘阵列 LUN 0 LUN 1
控制器2

32
多路径故障切换－交换机路径切换
服务器I/O 多路径软件
LUN0 LUN0 LUN0 LUN0 LUN1 LUN1 LUN1 LUN1 LUN0 LUN0 LUN0
服务器I/O 多路径软件
SATA硬盘采用点对点连接方式，支持热插
拔，即插即用
SAS接口硬盘介绍
SAS(Serial Attached SCSI) 串行连接SCSI SAS是一种点对点、全双工、双端 口的接口 SAS专为满足高性能企业需求而设 计，实现与SATA的互操作，为企业 用户带来前所未有的灵活性和低成 本
网络接口卡 TCP/IP协议栈 数据管理系统 RAID 设备驱动 块处理 I/O

37
DAS典型结构图

特定的主机或应用程序，为用户隐藏或屏蔽了具体的物理设备的各种物 理特性。

34
存储虚拟化的原动力

35
存储虚拟化的目的

36
DAS、NAS、SAN剖析
DAS
主机
应用
文件/操作系统 逻辑卷管理器 RAID SCSI 设备驱动 SCSI/FC 总线卡 数据库 裸卷
LUN0 LUN1 LUN1 LUN1 LUN1
HBA1
HBA2
HBA1
HBA2
交换机
交换机故障
控制器1 磁盘阵列 LUN 0 LUN 1
控制器2

33
存储虚拟化
定义：存储虚拟化是为了便于应用和服务进行数据管理而采取的针对应
用、服务器以及一般网络资源进行的存储子系统或存储服务的内部功能
LUN0 LUN0 LUN0 LUN0 LUN1 LUN1 LUN1 LUN1 LUN0 LUN0 LUN0
服务器I/O 多路径软件
LUN0 LUN1 LUN1 LUN1 LUN1
HBA1
HBA2
HBA1
HBA2
HBA故障
交换机
控制器1 磁盘阵列 LUN 0 LUN 1
控制器2

抽象、隐藏和隔离的行为；存储虚拟化是针对存储设备或存储服务进行 的虚拟化手段，以便对底层存储资源实施存储会聚、隐藏复杂性以及添
加新功能等。
存储虚拟化的核心工作是实现物理存储设备到单一逻辑资源池的映射。 通过虚拟化技术，为用户和应用程序提供了虚拟磁盘或虚拟卷，并且可
以根据用户需求对它进行任意分割、合并、重新组合等操作，并分配给
磁盘电缆
•
磁盘阵列是把多个磁盘组成阵列（Array） ，以单一磁盘使用。磁盘阵列所 利用的不同的技术，称为RAID level，不同的level 针对不同的系统及应用， 以解决数据存储的安全、性能和容量的问题。